脑卒中患者上肢肌肉表面肌电信号分解与疲劳研究
【摘要】表面肌电信号(surfaceelectromyography,sEMG)是在肌肉活动过程中产生的,由表面电极在皮肤表面检测到的微弱的电信号。表面肌电信号具有无创性,通过对表面肌电信号进行分解,来对震颤麻痹、重症肌无力、肌强直和肌萎缩等各种神经肌肉疾病进行诊断在临床上得到了越来越广泛的应用。表面肌电信号的分解是对其形成过程的求逆。通过分解可以得到参与肌肉活动的运动单元(motorunit)所发放的运动单元动作电位(motorunitactionpotentials,MUAPs)波形及其募集和发放规律。本文利用模板匹配的思想,采用基于模糊K-均值的GapStatistic聚类和广义互相关求时延的方法,通过聚类、分离等步骤实现了对单通道表面肌电信号的分解。脑卒中患者发病后常常会出现偏瘫等后遗症,及时有效的康复治疗对于患者的肢体功能的恢复和生活质量的提高具有十分重要的意义。通过对表面肌电信号的时域和频域等特征进行提取,可以从神经电生理的角度反映肌肉的功能状况。本文对脑卒中患者上肢活动过程中的表面肌电信号特征进行提取,研究发现不同Brunnstrom分期的患者表面肌电的三角肌中部肌和指总伸肌的平均功率频率(meanpowerfrequency,MPF)的变化趋势存在显著性差异。处于康复后期的患者活动过程中的MPF较处于康复前期的患者MPF下降缓慢,康复后期患者MPF变化趋势更接近于正常人。说明随着康复训练的进行,脑卒中患者肌肉的耐疲劳能力有显著提高。肌肉疲劳的发生会带来MPF的下降,目前的研究认为这一现象与外周神经传导速度的下降和运动单元动作电位的发放频率下降有关。针对后者,本文分解了脑卒中患者在侧抬臂和掌指关节屈伸过程中的表面肌电信号。对第一次动作与最后一次动作中参与活动的运动单元数目与发放频率进行对比,发现随着运动的进行,运动单元动作电位的发放频率随肌肉疲劳的程度出现相应的下降。而且,相对于较低分期患者而言,较高分期患者的下降幅度更小。运动单元是在中枢神经系统统一的控制下进行活动的,本文的研究结果证明了随康复期的提高,脑卒中患者中枢神经对运动的控制能力增强,运动过程更趋稳定,患者抗疲劳能力增强。同时也说明,通过对脑卒中患者表面肌电信号的分解,获得对不同分期患者运动过程中的运动单元发放特性,可以用作脑卒中患者康复训练中枢神经系统功能恢复状况的量化评估。
【作者】万泽明;
【导师】方强;
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),机械电子工程,2013,硕士
【关键词】表面肌电信号;脑卒中;表面肌电信号分解;平均功率频率;运动单元发放频率;
【参考文献】
[1]丁博.掺杂NaTaO3的电子结构及相关性质的第一性原理研究[D].山东大学,原子与分子物理,2013,硕士.
[2]凌云,郭向宇,蔡银涛,郭建明.无基础地震观测的时移地震油藏监测技术[J].石油地球物理勘探,2013,06:938-947+1016+851.
[3]王善伦.中美大学生公民意识教育比较研究[D].长安大学,思想政治教育,2013,硕士.
[4]张辉.骨肿瘤诊断知识库的构建应用研究[D].第四军医大学,2004.
[5]宋枫溪,程科,杨静宇,刘树海.最大散度差和大间距线性投影与支持向量机[J].自动化学报,2004,06:890-896.
[6]邵杰.网络游戏外挂侵权责任问题研究[D].上海交通大学,民商法,2012,硕士.
[7]梁宏志.当代竞技篮球突分配合运用的研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[8]于婷.社会工作介入农民工维权的实例分析[D].苏州大学,社会工作(专业学位),2013,硕士.
[9]陈卫刚.钢铁港口物流园区的规划与实施对策研究[D].浙江工业大学,2013.
[10]邓自立,王建国.非线性系统的自适应推广的Kalman滤波[J].自动化学报,1987,05:375-379.
[11]王思旸.本溪地名的社会语言学考察[D].沈阳师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[12]周涌,陈庆伟,吴晓蓓,胡维礼.基于动态神经网络的非线性内模控制[J].控制与决策,2003,05:623-626.
[13]武利辰.Windows下文件保护功能的设计与实现[D].内蒙古大学,计算机科学与技术,2014,硕士.
[14]周锡驹.国外工业机器人的发展与应用动态[J].自动化学报,1987,03:232-238.
[15]谢克锋,宋赛楠,高琳,贾军纪,李艳芹,黄安平,王霞.新型碳材料与聚烯烃复合材料研究进展[J].化工进展,2014,05:1225-1229.
[16]姜书凯.浙江省绿色农药清洁生产技术研究重点实验室学术委员会召开首次会议[J].今日农药,2014,12:38.
[17]张国军.企业资源系统的设计与实施[D].武汉理工大学,控制工程,2003,硕士.
[18]姚托.长牡蛎、葡萄牙牡蛎与近江牡蛎的种间杂交研究[D].中国海洋大学,水产养殖,2014,博士.
[19]栾兰.自密实超高强混凝土双K断裂参数研究[D].大连理工大学,结构工程,2004,硕士.
[20]黄典伟,吴智铭.扩展有限递归进程模型[J].控制与决策,1995,06:481-485.
[21]杨冲.北京奥林匹克公园龙形水系富营养化调查及水质修复与保持技术研究[D].北京化工大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[22]龙怡君.Translation of Cultural Relic Commentaries from a Functionalist Perspective[D].中国政法大学,英语语言文学,2013,硕士.
[23]高幸.蟾毒它灵对恶性胶质瘤的作用及机制的研究[D].复旦大学,外科学,2013,博士.
[24]陈林霞.重庆北部新区EBD园区公众服务系统研究[D].重庆大学,建筑学(专业学位),2014,硕士.
[25]孔庆花.吉林油田科技管理信息系统构建研究[D].吉林大学,工业工程,2012,硕士.
[26]吉冬梅.理工科专业大学生英语写作中高频连词的使用研究[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[27]杨文涛.腺病毒介导的SREBP-1c过表达对奶牛肝细胞脂肪沉积的影响[D].吉林大学,临床兽医学,2013,硕士.
[28]李晋江.Mobile Agent计算理论及其应用[D].太原理工大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[29]仲英洁.急性时相血清淀粉样蛋白A及阿托伐他汀对血管钙化的影响及作用机制研究[D].南京医科大学,内科学,2013,硕士.
[30]刘建军.新中国留学政策及其科技影响力分析[D].山西大学,科学技术哲学,2004,硕士.
[31]马海杰.论侵权损害赔偿中损益相抵规则的适用[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[32]陈科.一种基于贝叶斯方法的非对称多维标度模型及其应用[D].湖南师范大学,应用统计(专业学位),2013,硕士.
[33]郭学增.录井信息集成技术应用前景初议[J].录井工程,2004,04:9-14+82.
[34]邵先军.虚拟企业运行机制的研究[D].武汉理工大学,企业管理,2003,硕士.
[35]刘丽敏.从翻译伦理的角度探讨葛浩文汉英文学翻译[D].广东外语外贸大学,翻译学,2013,硕士.
[36]黄新星.雌激素合成与代谢基因CYP17,COMT在慢性HCV感染及治疗中相关性的研究[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[37]方文.内蒙古自治区本级公共服务型政府建设研究[D].内蒙古师范大学,公共管理(专业学位),2013,硕士.
[38]杨柳.被缚的诗心—穆旦晚年诗歌创作研究[D].吉林大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[39]朱威.吉林卫生学校设计研究[D].沈阳建筑大学,建筑学,2013,硕士.
[40]龚华彬.开关变换器电压型多频率控制研究[D].西南交通大学,轨道交通电气化与自动化,2014,硕士.
[41]张海南.超硬微结构光学功能表面的ELID磨削加工技术研究[D].哈尔滨工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[42]王健.保险人说明义务研究[D].西北大学,法学(专业学位),2014,硕士.
[43]张召艳,王英,李娴,戴维林.苯甲醇氧化制苯甲酸钠反应中金钯双金属催化剂的协同效应[J].催化学报,2014,11:1846-1857.
[44]王国华.论在线交易中消费者知情权的法律保护[D].西南政法大学,经济法学(专业学位),2012,硕士.
[45]张帆.信息组织学科群整合与信息组织学创建[J].图书情报工作,2004,07:37-40.
[46]杨江云.数控机床在线状态监测与故障诊断研究[D].东华大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[47]陈永超.多描述编码的设计及其在图像传输中的应用[D].中南民族大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[48]太军君.全数字水轮机调速器电液随动系统的设计和仿真[D].华北电力大学(河北),机械设计及理论,2004,硕士.
[49]孙伟.关联时滞大系统的时滞相关镇定[D].青岛大学,系统理论,2013,硕士.
[50]冯昊.我国特护用品企业核心竞争力研究[D].西安科技大学,工商管理,2014,硕士.
- 下一篇: 论恩施民间文学的女性形象
- 上一篇: 交流永磁同步电机磁场定向控制技术
相关推荐
- 非特定人孤立词语音识别技术研究
- 07月04日
- 金属/石墨烯复合材料的制备及催化性能研究
- 10月30日
- 黄瓜苦味物质生物合成调控相关转录因子的筛选与鉴定
- 11月16日
- 村镇银行可持续发展问题研究
- 10月31日